[发明专利]低压气体放电辐射源及其制造方法

说明书

本发明提供一种灯泡(100、110、120、130、140、140')、激励室(200、210、220、230、230')、铁氧体磁芯(300、310、310')、线轴(400、410)、这些部件的组件或子组件，以及用于产生例如在光谱、UV或IR中的电磁辐射的灯(100、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1600'、1600”、1700、1800)。

技术领域

本发明涉及低压气体放电光源或与之相关的灯和灯泡的无电极射频(RF)供电的外部闭合磁芯电磁(电感耦合)场激励。

更具体地说，本发明涉及通常在250kHz至300kHz的低射频下工作的外部电磁闭合芯感应灯和与之相关的灯泡。然而，本发明还可以在30kHz至300kHz的低频，300kHz至3000kHz的中频或更高频率下工作。这种灯可以在紫外、可见光和红外波段产生电磁辐射

背景技术

无电极气体放电(等离子)灯可以通过三种方法驱动：

a)由安装在灯泡或电弧管外部的感应线圈产生的电场；

b)由通常与谐振腔结合的中射频电磁场产生的电场；或

c)在不使用谐振腔的情况下，由低射频到中射频或更高射频电磁场产生的电场。该灯通常被称为感应耦合无电极灯或“感应灯”。

感应灯分为两类：

1)类别1是使用呈大致圆环形状的外部封闭电磁芯的灯：和

2)类别2是使用大致杆状的开放式电磁芯的灯。

类别2的开放式芯感应灯在1MHz及以上的频率下操作以进行有效操作，并且不是本文所述的本发明和实施方案的主题。

无电极闭合的外部电磁芯感应灯已由许多研究人员开创，如1970 年3月10日授予Anderson的美国专利3,500,118中所公开的，并且 1969年4月的照明工程第236-244页中阐述的操作原理如下：

“无电极感应耦合灯包括放电管中的低压汞/缓冲气体，其形成连续的闭合电路径。放电管的路径穿过一个或多个环形铁氧体磁芯的中心，使得放电管成为变压器的次级。通过将正弦电压施加到围绕放电管的环形磁芯周围缠绕的多匝电线，将功率耦合到放电。通过初级绕组的电流产生随时间变化的磁通量，该磁通量沿着放电管引起维持放电的电压。放电管的内表面涂覆有磷光体，当被激发的汞气体原子发射的光子照射时，磷光体发出可见光。

在感应灯中，低射频到中等射频磁场通常用于在灯中产生电场，从而消除了对电极的需要。然后，该电场为气体放电等离子体供电。

由于列在下一段中的以下原因，目前市场上很少有无电极闭合芯感应灯。无电极外部电磁闭合芯感应灯技术尚未取得市场成功的原因在于，目前的技术并未作为满足用户需求的理想光源来对他们产生吸引力。

现有无电极灯的一些局限性包括：

·它们的体积太大，使它们很笨重；

·由于它们各自的光输出而导致它们缺乏多功能性；

·它们具有工业外观，对商业和住宅用途没有吸引力；

·它们很笨拙，由于它们的大灯泡几何形状而使利用产生的光是昂贵的；

·与竞争性商用灯相比，它们的效率相对较低；和

·由于它们相对较大且笨重的灯泡几何形状，它们的制造和使用都很昂贵。

除非出现相反的指示，否则本文对已知现有技术的任何引用并不构成承认在本申请的优先权日期，本发明所涉及领域的技术人员通常已知这种现有技术。

发明内容